Кернорватель

 

В

ОЛЯМA"- е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советсиик

Социалистических

Республик (ii) 763579

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.07.78 (21) 2648939/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

Е 21 В 25/06

ВеудлретееннмВ квинтет

СССР ао делам нзоеретеннй н еткрмтнй

Опубликовано 15.09.80. Бюллетень № 34 (53) УДК 622.243..64 (088.8) Дата опубликования описания 23.09.80 (72) Авторы изобретения

И. Н..Крусир, Е. В. Алеутский и В. А. Монеткин

Специальное конструкторское бюро научно-производственного объединения <Геотехника» Министерства геологии СССР (71) Заявитель (54) КЕРНОРВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области бурений скважин, а более конкретно к устройствам для срыва и удержания керна.

Известно устройство, имеющее цилиндрическиЙ корпус с внутренней конической по-. верхностью и расположенный в нем подвижный упругий кольцевой кернозахватывающий элемент, взаимодействующий с конической поверхностью корпуса (1). В этом устройстве для надежного захвата керна кернозахватывающий элемент должен постоянно контактировать с керном, обжимать его, т. е. внутренний диаметр кернозахватывающего элемента должен быть несколько меньше диаметра образуемого керна.

Постоянный контакт керна с кернозахватывающим элементом создает дополнительное сопротивление прохождению керна в колонковую трубу, что снижает скорость бурения, а в случае получения дробленого керна способствует его самозаклиниванию.

Наличие кольцевого подвижного кериозахватывающего элемента, размещенного в корпусе со специально выполненной конусной поверхностью, усложняет конструкцию, сужает внутреннее проходное сечение кернорвателя, что создает дополнительное сопро тивление для прохода промывочной жид .кости.

Отмеченные недостатки частично устранены в кернорвателях с упругими элементами, выполненными в виде отдельных пластин или проволок.

Из известных цилиндрических кернорвателей наиболее близким по технической сущности является кернорватель, состоящий из цилиндрического корпуса и кольца с расположенными на нем сменными упругими элементами (2), В этом кернорвателе упругие кернозахватывающие элементы расположены так, что перекрывают проходное сечение керно15 приемной трубы. При бурении керн, проходя в керноприемную трубу, вынужден раздвигать их. При этом он частично разрушается, а сами упругие элементы и кольцо могут быть затянуты внутрь колонковой трубы. При бурении крепких монолитных пород этот

20 хернорватель не обеспечивает срыв и удержание керна. Кроме того, наличие кольца в этом кернорвателе сужает пространство для прохода промывочной жидкости, что создает дополнительные гидравличские со763579 противления и препятствует нормальному процессу бурения.

Целью изобретения является упрощение конструкции кернорвателя и повышение эффективности его работы за счет снижения гидравлического сопротивления в кернорвателе.

Цель достигается тем, что внутренняя поверхность корпуса выполнена со смещенными по высоте выступами в виде сопряженных по образующим полуцилиндра и усеченного полуконуса, направленного вершиной вверх, а каждый из упругих элементов защеплен на корпусе под соответствующим выступом, причем выступы смещены относительно друг друга в плане на 180 и образуют проходной диаметр, по меньшей мере, равный диаметру керна.

Выполнение кернозахватывающих элементов за одно целое с корпусом позволяет упростить конструкцию, а выполнение нх в виде сопряженных по образующим полуцилиндра и полуконуса и смещение по вертикали и в плане позволяют создать между керном и внутренней поверхностью корпуса гарантированный зазор для прохода жидкости, так как керн касается кернорвателя только по двум эксцентричным выступам, образующим проходной диаметр кернорвателя, равный диаметру образуемого керна. Последнее создает возможность свободного входа керна в керноприемную трубу с последующим удержанием его упругим элементом на уступе при подъеме.

На фиг. 1 изображен кернорватель, общий вид в разрезе; на фиг. 2 — сечение

А — А на фиг. 1.

Кернорватель имеет корпус 1, внутренняя поверхность которого выполнена в виде полуцилиндра 2 и усеченного полуконуса 3, сопряжение которых образует полукольцевые керноудерживающие выступы 4, смещенные относительно друг друга по высоте и в плане на 180 . Против выступов 4 расположены упругие элементы 5, закрепленные на корпусе 1 так, что при бурении они не выходят за диаметр, образуемый выступами 4. Между двумя противоположными выступами 4 образован проходной диаметр кернорвателя б, „, равный или несколько меньший диаметра керна.

Кернорватель работает следующим образом.

При сборке снаряда кернорватель устанавливается между породоразрушающим инструментом и керноприемной трубой. При бурении керн проходит в корпус 1, отклоняя упругий элемент 5. По окончании рейса снаряд приподнимается, керн, опускаясь вниз, упирается в торец упругого элемента 5, и отклоняется на выступ 4 корпуса 1. В дробленных породах упругий элемент 5 под деиствием керна перекрывает проходное сечение, препятствуя выпадению мелкого керна. В монолитных породах, где керн представлен столбиками, заклинка и срыв керна происходит при подъеме снаряда путем отжима

его упругим элементом 5 и слома за счет эксцентричности.

Выполнение кернозахватывающих элементов за одно целое с корпусом позволяет освободить проходной диаметр кернорвателя 0

f а форма кернозахватывающих элементов обеспечивает создание гарантированных зазоров для прохода жидкости, сводит до минимума их контакт с керном.

Такое выполнение керна позволяет применять его в конструкциях колонковых снарядов малого диаметра, особенно при гидроударном бурении с применением эжекторных и двойных колонковых снарядов, где применение известных кернорвателей затруднено.

Опробование на стенде СКБ макетного 0 образца предложенного кернорвателя, изготовленного в лаборатории СКБ, показали надежность захвата керна и снижение в

2 раза гидравлических сопротивлений. Опробование опытного образца в полевых условиях показали, что его применение позволяет в разрушенных породах увеличить длину рейса за счет снижения самоподклина керна шламом до 2 5 — 3 0 и против 1 0 — 1 5 м, полученных при применении известных кернорвателей, аналогичных приведенному про30 тотипу.

Формула изобретения

Кернорватель, содержащий цилиндрический корпус и расположенные в нем упругие элементы, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эффективности работы за счет снижения гидравлического сопротивления в кернорвателе, внутренняя поверхность корпуса выполнена

40 со смещенными по высоте выступами в виде сопряженных по образующим полуцилиндра и усеченного полуконуса, направленного вершиной вверх, а каждый из упругих элементов закреплен на корпусе под соот ветствующим выступом, причем выступы смещены один относительно другого в плане на 180 и образуют проходной диаметр, по меньшей мере, равный диаметру керна.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

so 1. Онищин В. П. идр, Инструменты для алмазного бурения. Л., «Недра», 1975, с. 45, рис. 13.

2. Гребенюк А. А. Техника и технология получения керна. М., «Недра», 1973, с. 119, SS рис. 60 б (прототип).

763579

Риг.1

4-4 иг. 2

Составитель В. Никулин

Редактор В. Трубченко Техред К. Шуфрич Корректор В. Бутяга

Заказ 6252 30 Тираж 626 Подписное

QHHHFIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4